Проектирование компьютерной сети— сложный проект, состоящий из множества сложных шагов. Однако, как и любой другой проект, его можно разбить на более мелкие этапы. Лучший метод проектирования сети — следовать структурированному подходу, четко определяя требования и тщательно документируя каждый шаг процесса.
1. Сбор требований
Первым шагом в проектировании сети является выяснение того, что ожидается от сети. На этом этапе оценивается существующая сеть, чтобы определить существующую сетевую инфраструктуру, компоненты и службы, работающие в ней:
– Типы сетевых устройств, включая серверы, и их расположение
– Технологии WAN и скорости каналов
– Разводка кабелей на этаже и внутри здания
– Протоколы маршрутизации, управление сетью и элементы управления безопасностью.
Этот шаг полезен не только для сбора информации, которая используется для проектирования новой сети, но и для определения того, можно ли использовать какие-либо существующие сетевые компоненты при редизайне.
Определение цели для новой сети
На этом шаге описывается целевое состояние сети. Это может быть сочетание деловых и технических целей:
– Улучшение показателей производительности сети, такие как пропускная способность, задержка, время безотказной работы и т. д.
– Обновление сети до новейших технологий
– Улучшение сетевой безопасности
– Упрощение управления сетью
– Сокращение времени простоя и повышение доступности сети
Определение возможных ограничения
Для большинства малых и средних организаций основным ограничением является бюджет. Бюджет влияет на оборудование, которое можно приобрести, и это оказывает огромное влияние на производительность сети. Даже если бюджет не имеет значения, могут существовать ограничения в отношении кабелей, использования Wi-Fi, бизнес-требований для запуска устаревших приложений или строгих требований безопасности и соответствия нормативным требованиям. Все эти факторы будут влиять на дизайн сети.
2. Размер сети
Чтобы обеспечить оптимальную производительность сети, необходимо знать размер существующей сети, а значит, необходимо знать количество устройств и интенсивность их использования. Нужно быть осторожным, чтобы не попасть в ловушку проектирования сети на основе количества пользователей, поскольку каждый пользователь может иметь несколько устройств в дополнение к сетевым устройствам, таким как серверы, принтеры, телефоны VoIP и устройства IoT, которые увеличивают нагрузку на сеть. Особое внимание необходимо уделить на такие технологии, как потоковая передача и виртуальная реальность, которые, как правило, потребляют большую часть полосы пропускания.
3. Изучение плана здания
Необходимо изучить план этажа организации и нанести точное расположение всех конечных точек, таких как настольные компьютеры, серверы, принтеры и т. д. Это необходимо для определения расположения коммутаторов. А также для расположения столов, конференц-залов, рабочих зон и любых устройств, подключенных к Wi-Fi, чтобы можно было определить местоположение точек доступа. Также потребуется провести инвентаризацию электрических розеток, сетевых разъемов и настенных патч-панелей.
Тщательное знание планировки организации поможет спроектировать оптимальную схему сети, в которой устройства никогда не будут находиться слишком далеко от коммутаторов или точек доступа. Расположение конечных точек также поможет быстро назначить коммутаторы и/или порты нужным подсетям.
4. Выберите провайдера
Выбор интернет-провайдера может иметь такое же большое влияние на производительность сети, как и любой другой фактор. Цели производительности сети будут определять тип подписки поставщика услуг Интернета, который вам нужен.
5. Создание дизайна сети
Этот шаг является сердцевиной процесса проектирования сети. Спецификации проекта будут основой для этапа реализации и должны поддерживать доступность, безопасность и производительность, как указано в требованиях. Поэтому на этом этапе создается логическая и физическая топология, сетевые схемы, необходимо определить конкретную информацию о проекте, такую как протоколы маршрутизации, IP-адресация, подсети и конфигурации безопасности.
5.1. Топология сети
Используя всю собранную информацию, можно нарисовать топологию сети, которая представляет собой структурное устройство сети, где конечные точки сети изображаются в виде узлов, а соединения между ними — в виде связей. Это важный этап в процессе проектирования сети, поскольку выбор топологии оказывает большое влияние на масштабируемость, управление конфигурацией, мониторинг и общую производительность сети.
Топология сети обычно разрабатывается с использованием метода «сверху вниз», когда вы начинаете с верхнего уровня модели OSI и продвигаетесь вниз [1]. В этом методе мы начинаем с анализа требований прикладного уровня и адаптируем проект сети на основе этих требований.
2. Тип сети
Важным фактором при проектировании сети является ее физическая протяженность. Независимо от того, занимает ли организация секцию в общем офисе, целый этаж здания, несколько этажей или офисы в нескольких местах, в каждом случае потребуется свой тип сети. Проект может варьироваться от простой локальной сети (LAN) до сложной глобальной сети (WAN), соединяющей несколько географических точек.
3. Ф изическая сеть
Физическая сеть состоит из кабелей, лицевых панелей, патч-панелей и аналогичных элементов базовой инфраструктуры. Тип кабеля будет зависеть от типа выбранной сети, а также от требований к производительности. Надежная базовая сетевая кабельная система является необходимым условием для эффективной сети. Можно спланировать свою кабельную сеть так, чтобы она включала такие устройства, как принтеры, IP-камеры и т. д., в проводную сеть, чтобы освободить спектр Wi-Fi от мобильных устройств, зависящих от беспроводной связи. Также следует рассмотреть возможность использования технологии Power over Ethernet (PoE), которая позволяет подавать питание постоянного тока на устройства по медному кабелю Ethernet. PoE устраняет необходимость в отдельных силовых кабелях и розетках для подключенных устройств, тем самым предлагая расширенные варианты того, как и где можно разместить конечные точки сети, упрощая работу с кабелями.
4. Сетевое оборудование
Сетевое оборудование, такое как маршрутизаторы и коммутаторы, составляет ядро сетевой инфраструктуры. Невозможно построить сеть без коммутаторов, потому что они соединяют вместе устройства, такие как компьютеры, принтеры и серверы в сети. Маршрутизаторы, с другой стороны, направляют трафик, выбирая наиболее эффективный маршрут для передачи пакетов данных по сети [2]. Он также соединяет локальную сеть с другими сетями, такими как Интернет. Четкое представление о различных компонентах сети, их назначении и принципах работы необходимо для проектирования эффективной и надежной сети. Знание этих сетевых компонентов также поможет вам выбрать правильный тип оборудования для ваших сетевых потребностей.
5. Адресация и подсети
На этом этапе назначаются IP-адреса своим сетям. Каждое устройство, подключенное к сети, имеет свой собственный IP-адрес. Назначение IP-адреса может быть как статическим, так и динамическим, в зависимости от практики и характеристик вашей сети. Протокол динамической конфигурации хоста (DHCP) является наиболее часто используемым протоколом для автоматического назначения IP-адресов устройствам, подключенным к сети.
Для эффективного управления сетью, распределения ресурсов и по соображениям безопасности, сеть, должна быть разделена на подсети [3]. Конечные точки сети могут быть назначены подсети на основе их местоположения, отдела, функции или любых других критериев.
6. Документирование проекта сети
При проектировании сети самое главное помнить, что вы не можете спроектировать всю сеть в уме. Каждое устройство, которое добавляется в сеть или удаляется из нее, влияет на ее производительность. Поэтому настоятельно рекомендуется документировать каждый шаг процесса проектирования сети. Четкий план и физическая схема гарантируют, что вы не упустите ни одного важного аспекта сети и, что более важно, помогут в реализации сети.
Проектный документ должен включать следующее:
– Цели проекта.
– Требования к дизайну и ограничения.
– Подробная информация о существующей сетевой инфраструктуре, включая схемы топологии, показатели производительности сети, протоколы маршрутизации, список запущенных приложений, список оборудования и конфигурации.
– Детали проектирования сети, включая логическую и физическую топологию, схемы сети, IP-адресацию, протоколы маршрутизации и конфигурации.
– План внедрения с подробным описанием шагов для новой установки, параметров и конфигураций.
Литература:
- Олифер В, Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Юбилейное издание. —СПб.: Питер, 2020. — 1008 с.: ил.
- Куроуз, Джеймс. Компьютерные сети: Нисходящий подход / Куроуз Джеймс, Росс Кит. — 6-е изд. — Москва: Издвтельство «Э», 2016. — 912 с.
- Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. — СПб.: Питер, 2012. — 960 с.: ил.
